Jsou to necelé dva roky, co jsme na OSLU psali o fascinující a úplně jednoduché pískové termální baterii finské společnosti s přízračným názvem Polar Night Energy, která elegantně uchovává po dlouhou dobu energii, dodávanou v podobě levné elektřiny, v ocelové nádobě s horkým pískem nebo písku podobným materiálem.
Energie vydrží v písku celé měsíce. Může být přeměněna zpět na elektřinu. Nejvíce efektivní ale je použít přímo teplo k vytápění. Písková baterie, která pracuje od roku 2022, je vlastně jenom malý prototyp. Písek ve válci 4 (průměr) krát 7 metrů poskytuje výkon 100 kW a pojme 8 MWh.
Polar Night Energy v dohledné době postaví zhruba 10krát objemnější variantu pískové termální baterie, která bude mít rozměry 13 krát 15 metrů. Nabídne výkon 1 MW a kapacitu 100 MWh. Baterie bude připojená k vytápění městečka Pornainen s 5 tisíci obyvateli na jihu Finska. Vytápění tam má na starost společnost Loviisan Lämpö. Baterie pojme teplo pro městečko na týden během finské zimy, v létě na celý měsíc.
Nová baterie rovněž ušetří asi 160 tun emisí oxidu uhličitého, což je pokles oproti dnešnímu stavu téměř o 70 procent. Dokonce i použitý písek je „zelený“ nebo spíš recyklovaný. Jde vlastně o drcený mastek, což je odpad z místního průmyslového závodu. Mastek je ve skutečnosti pro použití v baterii ještě lepší než písek.
Pískové baterie se v současné podobně prosadí zřejmě především ve vytápění lidských sídel. Zároveň ale rozšiřuje řady nástrojů, které dáváme dohromady pro uhlíkově šetrnou energetiku. Po bateriích je stále velká poptávka. Čím pestřejší bude jejich nabídka, čím různorodější budou technologie, které máme pro tento účel k dispozici, tím lépe. Nová písková termální baterie by měla vyrůst do 13 měsíců.
Video: What Is a Sand Battery? Polar Night Energy's Sand-based Thermal Energy Storage Explained
Video: How the world's first sand battery stores green power - BBC News
Literatura
Unikátní Electric Truck Hydropower nahrazuje hydroelektrárnu konvojem
Autor: Stanislav Mihulka (12.03.2022)
Lift Energy Storage System promění mrakodrapy v gravitační baterie
Autor: Stanislav Mihulka (02.06.2022)
Ve Finsku spustili první komerční termální „baterii“ s hromadou písku
Autor: Stanislav Mihulka (08.07.2022)
Diskuze:
Elektriku bych do toho ukládat nechtěl
Petr Mikulášek,2024-03-15 19:05:38
Teplo je vůbec blbý typ energie na uchovávání jakékoliv jiné. Neumíme je dost dobře měnit ani na energii mechanickou, ani na elektrickou, ale naopak to umíme skvěle. Jako obří akumulačky možná, ale Carnot jim do každýho jinýho využití háže vidle.
Pak je fajn, že písek tepelně izoluje. Teplotní vodivost je naprosto mizerná jak u silikátu, tak u vzduchových mezer mezi tím. Rychle uložit nebo rychle vycucnout energii bude zážitek. U horní teploty díky hradientu teploty bude rychlost ukládání exponenciálně klesat, u vybíjení zase na dolním konci...
Tepelná kapacita taky mizerná, cca 1/5 vody. Kdyby se to natlakovalo, tak by ani těch 250˚C nebyl problém. Takže je otázka, jestli pevnější nádobu a levnou vodu uvnitř, nebo levnější nádobu s dražší náplní.
Prostě žádný zázrak
Re: Elektriku bych do toho ukládat nechtěl
F M,2024-03-15 19:59:43
S tím, že to není žádný zázrak souhlasím. Alespoň na to topení mi to dává trochu smysl, pokud prodražíte uhlí povolenkami, nebo až bude docházet a bude ten sezónní přetlak energie ;-).
Řešili jsme to již výše, nemyslím to jako krátkodobé úložiště, ale spíš na celosezóní ukládání a výběr, ty obří akumulačky. Takže ta rychlost by nemusela být tak horká, za to kapacita by měla být velká a ztráty minimální.
Převod z el.energie na jinou a zpět bohužel nevychází asi u ničeho, kromě možná gravitačních úložišť jenže tam je potřeba mnoho hmotnosti hodně vysoko (přečerpávací el.). Zde by (myslím termální úložiště obecně) zase dlouhodobě, díky minimálním ztrátám (objem/povrch) a vysokým teplotám (snad i vyšší sta stupňů), se snad mohlo dosáhnout slušných čísel, ale to by bylo jiné médium. I proto jsem založil to předchozí vlákno, aby se vyjádřil někdo kdo má alespoň trochu ponětí o parogenerátorech.
Smysluplnost
F M,2024-03-15 16:21:52
Pokusím se to trochu obecně matematizovat, berte to jako rozumně přesné odhady a prosím nechytejte mě za desetinky, budu rád když někde nezapomenu nulu ;-)
Vyjdu z diskuse výše, to podle mě tak nějak velikostně zapadá tam kde by to mělo mít smysl - válec o poloměru 50m a výšce 30m objem 235.000 m³ - jde jen o ten objem.
Hustota písek a i drcený kámen cca stejná 1,5t/m³
Měrná tepelná kapacita cca také podobná 0,8 MJ/t. Tady je třeba podotknout, že se ta tepelná kapacita mění s teplotou, jelikož zde jde o stovky stupňů bylo by to třeba zohlednit. Při zběžném nahlédnutí jsem našel graf několika pevných látek, byl tam vždy citelný nárůst - desítky procent i více +- lineární, odpovídá to i mému nevalnému povědomí o tématu. Je možné, že písek byl zvole právě proto.
Pracovní rozsah 350 - 100, tedy 250 stupňů.
235 000m³ * 1,5t/m³ * 0,8MJ/Kelvintunu * 250 = cca 70 TJ (bude větší téměř jistě)
Toto mi jako vychází cca ekvivalent 3500t uhlí (beru 20MJ/kg)
Úložiště na bázi LiFePo 100Wh/kg - 360MJ/tunu - 194 000 tun jen akumulátory (klasický polovinu)
Jen tak pro zajímavost zde je 0,8 MJ/tunu a stupeň (tedy krát 250), hlavní důvod proč mi ty termální baterie dávají alespoň nějaký smysl.
Asi by šlo rozumně odhadnou v jakém tepelném rozsahu by se termální baterie přiblížily efektivitě přečerpávacích elektráren?
Re: Smysluplnost
Petr Mikulášek,2024-03-15 18:54:03
Nějak vám tam nevychází rozměry jednotek, hlavně u tepelné kapacity....
Re: Re: Smysluplnost
F M,2024-03-15 19:19:45
Je to možné, budu rád když to po mě někdo přepočítá/nebo ideálně spočítá pořádně.
U písku se udává 0,8kJ na 1 stupeň a kilogram, převádím to na tunu tedy krát tisíc 0,8MJ na tunu a stupeň.
Objem je v m³, 1 m³ písku má cca 1,5t což dává hmotnost v tunách. Kapacita je taky v tunách a pracovní rozsah beru 250 stupňů. U té kapacity jsem psal že to není konstanta, mělo by se to integrovat, ale ta čísla jsem v rozumném čase nenašel.
Je možné, že něco přehlížím nebo úplně motám, ale nevidím to tam. Tak to prosím rozveďte. Děkuji.
BTES
Václav Sobota,2024-03-14 15:31:50
V Kanade uz roky funguje podobny koncept - borehole thermal energy storage. Je myslim trochu fikanejsi v tom, ze nepotrebuje nadobu. Jde o soustavu vrtu, kdy puda mezi nimy funguje jako akumulator. Napajeji to termalnimi solarnimi panely. Zde odkaz: https://www.dlsc.ca/
Ukládání tepla do kamenného prachu:
František Kos,2024-03-14 10:31:38
Již několikaleté zkušenosti mají v ČR.
https://www.tcmach.cz/index.php/blog-tcmach/35-dum-energeticke-svobody-es1
F M,2024-03-13 20:56:05
Výhoda těchto řešení je v tom, že kapacita škáluje s objemem a náklady a ztráty klesají, rychle u malých, u velkých již neochotě, ale přeci jen ano. Nedávno tu byl podobný vysokoteplotní akumulátor s taveným cínem https://www.osel.cz/13233-do-bela-rozzhavena-sitova-termalni-baterie-hodla-zdecimovat-lithiovou-konkurenci.html
Rozhodující bude rozsah teplot při kterých fungují a hlavně ta dostupná energie zdarma :-(
I zde bych si tipl na nějaké kapalné médium které funguje jen s rozumným nárůstem tlaku v nějakém rozumném rozsahu a následný výměník. Každopádně smysl to bude dávat až od nějaké kapacity tam kde je přebytek OZE, nebo akumulace kapacitních zdrojů (o tom se moc nemluví, ale snad se, pokud to jde rychle odpojit, dají takto využít). Minimálně bych to viděl na nějaké to městečko, spíš než na vesnici, samozřejmě větší průmyslový podnik/sídliště. Pro nedostupné samoty ve světě, určitě, i ekologičtěji vyjdou topné oleje, kvůli množství přepraveného materiálu a techniky.
Jako u všech (z těch co mě napadají) rozumných "novinek", z toho nebude nějaké zázračné řešení, ale drobný příspěvek by z toho být mohl.
Ps jestli se někomu chce počítat objem a kapacita je v článku, najít spotřebu nějakého městečka/sídliště při dálkovém topení za měsíc = následná velikost úložiště. Měsíc dávám jako nástřel jednotky kdy by měla být nějaká rozumná návratnost z letních přebytků, zde bude rozhodující kvůli ztrátám ta velikost. Tedy pokud by se to mělo blížit tomu zázračnému řešení. A výdrž alespoň 100let samozřejmě alespoň toho akumulátoru;-)
Re:
D@1imi1 Hrušk@,2024-03-13 23:14:54
Ad médium - kdyby se místo písku použil štěrk nebo kačírek, může být médiem klidně vzduch a zároveń tam nemusí vést téměř žádné trubky. Jen přívod chladného vzduchu a odvod horkého vzduchu.
Re: Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2024-03-14 15:05:32
Při letmém googlování: nová magnezitová cihla 394Kč bez DPH za 11,6kg cihlu. Na bazoši jsou nějaké cihly za 60Kč/ks. Takže podle toho, jestli jsou nové nebo použité zhruba 5-34Kč/kg.
Tuna kameniva v prvním velkém e-shopu se stavebninami: 2000Kč bez DPH, tedy 2Kč/kg.
Pokud to má sloužit k pouhému uskladnění tepla, nemají cihly šanci cenově konkurovat štěrku nebo písku.
Re: Re:
F M,2024-03-14 18:03:55
Na začátek se budu opakovat, je především potřeba levná energie, tedy za zlomkovou cenu, nebo ta která by jinak přišla vniveč. I ta akumulační kamna využívala velký rozdíl mezi tarify.
Ještě zopakuji ten skrytý dotaz: jak se v současnosti využívá energie z kapacitních zdrojů a kolik jí je k dispozici?
Jako modelový příklad pro představu bych použil kolektory tepelných čerpadel zakopané na zahrádce.
Ten vzduch - vzduch, by mi jednoznačně přišel jednodušší na to domácí bastlení, které se tu probírá. Měl bych obavy z toho přivádět vodu někam kde může být víc než 100 stupňů. Zde by bylo potřeba "jen" řešit požární bezpečnost a nebezpečnost toho horkého vzduchu. Napadá mě mě radiátor s ventilátorem a jeho bezpečnostní obal jako u přímotopu, nebo ředění toho přiváděného vzduchu. Šly by použít rozvody horkovzduchu např. od krbu? A nějaký tepelně odolný filtr prachu. Asi by tam stejně bylo potřeba dát nějaké perforované potrubí, 2ks vstup - výstup?
V průmyslovém (myslím velikostí) měřítku, by to asi vycházelo jinak. Kapalina má daleko větší množství přeneseného tepla, asi i vydaný W energie na cirkulaci (i když to bude možná zanedbatelné). Pravda je, že pokud by to úložiště mělo řešit větší část topné sezóny tak by ten maximální výkon/objem nebyl takový problém. Každopádně bude třeba nějakých rozvodů, v tom velkém objemu se bude muset to teplo rozvádět alespoň +- rovnoměrně. Bylo by tedy potřeba dobré řízení akumulátoru ať už software tak i konstrukcí (zkušenosti). To by se již muselo probrat opravdu detailně. Ten akumulátor o velikosti o které píši bude investice v řádu 100M a výš , takže životnost bez rozebírání a alespoň pár desítek let. Potom, co zvládnou přežít ostatní technologie? Asi mi tam vychází lépe ta kapalina, ale jsem ovlivněn články pana Wagnera, kde vím že přenos u JE je vyřešen a funguje.
Hodně by pomohla masová stavba, každopádně na akumulaci tepelné energie mi to vychází lépe a i k té přírodě šetrněji než lithium.
Nakonec se budu opět opakovat, smysl (jakékoli) akumulace bude jen v případě velkého rozdílu ceny energie v čase. A mám trochu strach, aby to nebylo hnáno tak, že bude v některých dobách energie až tak nedostatková...
Re: Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2024-03-15 11:07:45
K úvodní otázce, kde vzít elektřinu - celé by to dávalo smysl jen pro sezónní akumulaci ve spojení s dostatečně levnými solárními panely. Solární panely jsou relativně levné, velmi bezúdržbové, ale energii dodávají extrémně nárazově, což je pro elektroenergetiku naprosto nevhodné. Ve spojení se sezónní akumulací by začaly dávat smysl.
Varianta pro domácí bastlení mě osobně nezajímá. Kdybych žil v domku, dám přednost elektřině/plynu a k tomu krbovky. Smysl IMHO dává jen velká průmyslová varianta, u které by byly minimální tepelné ztráty a celková úspora z rozsahu.
Konkrétní provedení bych si představoval zhruba takto: vertikální ocelový válec s průměrem 100m a výškou 30m. Na dně by byly např. pomocí trubek řešeny přívody vzduchu (nemusely by být příliš hustě, stačily by rozestupy 5-10 metrů). Následovala by vrstva větších kamenů vysoká 50-100cm, která by umožňovala horizontální homogenizaci vzduchu. Dále pár vsrtev s postupně se zmenšujícími frakcemi kamenů (aby malé oblázky shora nepropadávaly dolů) a pak už by následovala 28m vysoká homogenní vrstva oblázků. Válec by byl zastřešen stropem ve tvaru kužele o výšce alespoň několika metrů. Oblázky by ale byly zarovnány do roviny s okrajem válce, takže mezi nimi a stropem by byl volný prostor vysoký několik metrů. Teplý vzduch by se odebíral otvorem ve vrcholu kuželovitého stropu.
Hlavní smysl této koncepce by byl, že by v zásobníku docházelo k výškové teplotní stratifikaci. V případě odběru tepla by vzduch proudil víceméně laminárně odspoda vzhůru. Pokud by v nějakém místě měl vzduch tendenci proudit rychleji, došlo by k rychlejšímu vychladnutí oblázků a vzduch v tom místě by se stal díky nižší teplotě těžším. A obrovskou výhodou by bylo, že tím, jak by se vzduch postupně ohříval odspoda nahoru, zůstávaly by oblázky v horní části žhavé téměř do konce. Měl byste na výstupu vysokopotenciálové teplo až do vypotřebování většiny tepelné kapacity toho akumulátoru.
Dodatky:
- jak píšete, u sezonní akumulace není špičkový výkon podstatný, takže vzduch jako médium by plně postačoval. Dokonce byste mu možná vůbec nemusel pomáhat ventilátorem, protože při výšce 30m a teplotě stovek °C vznikne solidní komínový efekt. V podstatě by šlo o umělou obdobu přírodních ventarol.
- nezmínil jsem, jak by se teplo akumulovalo, protože by to šlo řešit třemi způsoby a nevím, který by byl vhodnější. Buď umístit odporová topidla vespodu, hnát teplý vzduch zdola nahoru a nebo shora dolů. Každý způsob by měl svoje výhody a nevýhody.
- nevýhodou by bylo, že by celý zásobník musel být vzduchotěsný. Jakákoliv prasklina např. vlivem roztažnosti by znamenala velké tepelné úniky komínovým efektem.
Re: Re: Re: Re:
Petr Nováček,2024-03-15 11:39:13
Jenže kde vzít přebytečnou energii. Zatím je jí málo i v létě a to je ještě velký potencionál pro náhradu plynu v letním období například v kotelnách a teplárnách pomocí elektřiny. K tomu elektromobily. Takže na přebytky ze solárů a obecně OZE si ještě dlouho počkáme.
Re: Re: Re: Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2024-03-15 12:41:29
Viz první odstavec: ze solárních panelů (nemusely by ani být připojené k síti a sloužily by jen k ohmickému ohřevu). Můj názor je, že v tomto století nemá pro civilizaci smysl rozvíjet nic jiného než štěpnou energetiku. Ale pokud někdo trvá na OZE, toto by mohla fungovat?
Re: Re: Re: Re:
F M,2024-03-15 15:30:36
Drobnost, každopádně bude potřeba řešit změny tlaku.
Konkrétní provedení by bylo na multidisciplinární think-tank odborníků.
Bude tam hodně všude záležet na materiálech. Navíc k tomu co jsme již nakousli přihodím tepelnou roztažnost u 100m v kuse by se to mohlo dost posunovat, asi lze řešit segmenty. A u toho sila - tepelné namáhání následné pukání, drolení. Netroufnou si tvrdit, že to bude problém, natož neřešitelný (výběrem materiálu, možností čištění, doplňováním před sezónou). Možná si ten písek vybrali protože je odolnější než složitější horniny, nevím.
Založím nové nové vlákno kde se pokusím vysvětlit proč se mi termální baterie zdají jakš takš rozumné a přenést diskusi do obecnější roviny.
Nic nového pod sluncem
Ivo Lyčka,2024-03-13 18:16:50
Pokud se nepletu, tak už stará akumulační kamna měla jako úložiště keramický materiál, myslím, že cihly.
Re: Nic nového pod sluncem
D@1imi1 Hrušk@,2024-03-13 18:57:31
A ty šamotové cihly byly tvarované tak, že mezi nimi mohl volně proudit vzduch. V písku budou nejspíš muset mít v celém objemu nějaký systém trubek, kterými bude proudit médium. Takže akumulační materiál (písek) bude sice levnější než šamot, ale zase bude těžší teplo dostat ven.
Ach tie povinné keci o CO2
Michal Ex laugaritio,2024-03-13 13:53:57
a koľko jeho "emisií" sme ušetrili.
Ako keď sa Bolt chválil že ich koloženky sú uhlíkovo neutrálne či čo, asi preto že rastú na stromoch. Alebo si myslia, že ja som z toho stromu spadol.
V ČR k dispozici :-)
Martin Babicek,2024-03-13 12:53:26
Nabízejí to od loňska, takže pokud máte 1-2 Mega a nevíte co s nimi tak to můžete zkusit :-))
Vloni chtěli 1,5 milionu, teď tam cenu nemají (nebo jsem ji nenašel). Mají i generátor jak z tepla v písku vyrobit zpátky elektřinu (účinnost prý 20-25% takže stejné nebo lepší než vodík).
Můžete vydělávat na spotřebovávání energie se zápornou cenou (však on už to někdo zaplatí...)
https://www.wattplus.cz/
Článek na novinkách s popisem (na první pokus s googlem):
https://www.novinky.cz/clanek/bydleni-cesi-vymysleli-novy-zpusob-jak-akumulovat-teplo-v-pisku-budou-tak-vytapet-domy-40447160
Re: V ČR k dispozici :-)
D@1imi1 Hrušk@,2024-03-13 18:05:11
Rozklikl jsem si jejich webovku a je tak hrozná, že by si zasloužila nějakou anticenu za webdesign :-) Informační hodnota 0 (slovy: nula), přehlednost špatná, ale to podstatné tam mají - slogan: "Jediná správná cesta k vaší energetické bezpečnosti a nezávislosti."
Prosím, na jakou intelektuální skupinu s takovým sloganem cílí? Jediných správných cest už historie pár zaznamenala, ale z neznámých důvodů si nezískaly všeobecnou oblibu :-)
Existuje soudný člověk se samostatným uvažováním, pro kterého formulace "jediná správná cesta" nerozsvěcí červenou kontrolku? :-)
V tom reklamním článku na novinkách, na který odkazujete, už je alespoň minimum základních čísel, ale vůbec se např. nezmiňují, jakým způsobem z písku odebírají vysokopotenciálové teplo. Takže moje pochybnsoti ten článek vůbec nerozptýlil. Navíc tam omílají tradiční mantru o nízkých až záporných cenách v době přebytků z OZE - ale kolik % času v roce takové přebytky skutečně jsou? Ona to také musí utáhnout distribuční soustava a Vaše domovní přípojka. Takže v reálu tu elektřinu spíše budete nakupovat průběžně za nějakou zvýhodněnou cenu, ale rozhodně nebude zdarma. A nebo si pořídíte soláry, což také není zdarma.
Re: Re: V ČR k dispozici :-)
Martin Novák2,2024-03-13 18:54:11
Se stránkou naprostý souhlas, z webdizajnu čiší "nikdo nemůže dokázat co my vám můžeme slíbit", vypadá to spíš jako online kasino než skutečná nabídka. Podle mých zkušeností bývá spolehlivost firmy nepřímo úměrná počtu pohyblivých prvků a přímo úměrná počtu skutečných informací :-)
Energii nejspíš odebírají ve formě horkého vzduchu (z toho jak vypadá ten výměník a z toho že hnát kapalinu někam kde je 400°C je trochu problém).
Nechat si to postavit je finanční nesmysl jen pro ty co nevědí co s penězi, ale postavit to sám jde, není to o moc složitější než sklep.
Panely z Číny nejsou zas tak drahé a pokud má někdo rekuperaci tak už má rozvod teplého vzduchu hotový :-)
Petr Nováček,2024-03-13 12:01:21
Pro rodinný dům prý písková baterie stojí 1,5 milionu. To se nikdy nemůže vrátit.
Budu uvažovat, že do baterie potřebuji uložit 10 MWh tepla na topení a TUV.
Jenže, kde tuto energii vzít? Pokud mám FVE 10 kWh na střeše, tak mi zbyde nějakých 5MWh ročně a to je na pískovou baterii málo. Navíc se musí počítat ztráty.
Možností je tedy udělat si větší FVE, třeba 20 kWh - dát panely i na jižní fasádu, atd... Jenže většinou nebude tolik místa na střeše, což se ale v budoucnu vyřeší vyšší účinností panelů. V roce 2010 měly panely účinnost okolo 15%, nyní je to asi 22%, ale existují i 24%. Je to nárůst o 60%, což uspoří hodně místa na střeše.
Jenže těchto 20 kWh při rozumném sklonu dá i v zimních měsících (listopad, leden, únor) 1,2 kWh za den v průměru. Takže při 20 kWh je to 24 kWh. Pokud 10 kWh spotřebuje dům, tak zbyde 14 kWh. S využitím tepelného čerpadla to už vytopí dům, pokud nejsou největší mrazy a v nich lze přitopit krbem.
Samozřejmě v zimě jsou období, kdy hodně dní nesvítí, takže v tyto dny topit krbem. Samozřejmostí je i velká baterka, která dokáže překlenout den kdy nesvítí.
Celkově ale 20kWp FVE + tepelné čerpadlo + baterie vyjde levněji než písková baterie, ke které by se stejně musela přidělat 20 kWp FVE.
Re:
Martin Babicek,2024-03-13 13:01:58
Zase na pískovou baterii nepotřebujete FVE, na to vám stačí samotné panely nakrátko do odporových drátů. Panelu provoz do zkratu nevadí (stejně nedá víc) a odporovému drátu je jedno jestli pálí sinusovku nebo stejnosměr.
Takže v létě část panelů do topení a v zimě všechno do střídače. Tím si zajistíte jak elektřinu v nepříznivých podmínkách tak teplo :-)
Re: Re:
Michal Ex laugaritio,2024-03-13 13:47:35
Konečne niečo zo zelenosti čo ma zaujalo. Jednoduché riešenie, tým pádom nižšie náklady a aj prevádzka.
Len rozmýšľam prečo piesok a nie voda. Hlavne distribúcia tepla od špirály je pre vodu asi lepšia ako pre priesok, nie? Aby sa pri teplom lete nestalo, že sa na špirále vytvorí vrstva skla ;)
Ďalej, vodu možno mať priamo napojenú z nádrže (pod zemou) na čerpadlo.
Re: Re: Re:
Vojtěch Kocián,2024-03-13 14:59:22
Pokud by se panely napojily přímo na odporový drát v písku bez alespoň základní regulace, tak by ta vrstva skla (nebo spíš přepálení drátu) opravdu hrozilo :-)
Písek má výhodu v tom, že jde zahřívat na mnohem vyšší teplotu, takže se do objemu vejde víc energie, kterou je možné použít i pro turbínu. S vodou přes 100 stupňů jsou komplikace, které to prodražují (tlaková nádoba). Ještě lepší by byla sůl, která má i vysokou tepelnou kapacitu. Jen je dražší než písek. Taky nemusí být nádrž dokonale utěsněná a nemusí být z nerezu. Zase musí být utěsněné ty trubky uvnitř.
Akorát by mě docela zajímalo, jak mají vyřešený odběr tepla z písku o teplotě 400 stupňů respektive hlavně pozastavení a rozběh toho odběru. Ty přechodové stavy mohou být dost divoké. S vodou do 100 stupňů je tohle jednodušší.
Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2024-03-14 11:36:23
No zase voda ma vetsi tepelnou kapacitu nez pisek, takze by stacila mensi teplota? Tohle me vychazi ze voda na 100 stupnich odpovida pisku na cca 400, rozhodne technologicky je ta voda vyhodnejsi.
Na stranu druhou, kdyz jsem pocital spotrebu na topeni, tak mi vychazely cca 2 kubiky vody v akumulacce na udrzeni baraku 24 hodin (pravda, nekde na 60) - ten pisek bude srovnatelnej, coz by bylo nejmene 100kubiku, aby to bylo pouzitelne pres zimu - trochu hodne.
I kdyz to spocitam jen na beton bez izolace (jak tepelne, tak proti vode).
(c =4.18 kJ kg-1 K-1, měrné tepelné kapacity písku kolísají kolem 0,8 kJ kg-1 K-1).
Re: Re: Re: Re: Re:
Vojtěch Kocián,2024-03-14 13:50:48
Trochu lépe vychází ten písek (na objem ne na hmotnost), ale máte pravdu, není to žádný zázrak. Předpokládám, že potřebují vysokou teplotu kvůli možnosti z toho napájet turbínu s generátorem. Na vytápění by pak mohli použít i odpadní teplo z té turbíny.
Pokud jde o teplovodní akumulaci pro dům, tak hrozně záleží na podmínkách, jakými jsou počasí, zateplení domu a materiálu domu, který také akumuluje (cihla nebo beton rozhodně lépe než dřevo). Mám akorát referenci od bratra, který má středně velký dům z dutinkových cihel a s podlahovým vytápěním (to je nezanedbatelná akumulace). 1000 litrová akumulační nádrž mu vydrží zhruba 48 hodin při venkovních teplotách kolem nuly a počáteční teplotě nádrže 90 stupňů. Nemá z ní vyvedený rozvod TUV, který by čas zkrátil. Nenatápí to ze soláru ani elektricky, ale moderním kotlem na dřevo, takže je to spíš pro pohodlí, že nemusí topit každý den a přesto má teplotu v domě stabilní.
Re: Re: Re:
Aleš Procháska,2024-03-14 14:19:27
Když voda, tak sytá pára :-) Jednoduché, účinné, staletí zkušeností. Možná jen až ty tlakové nádoby začnou dělat Číňani z plechovek od coly co jim tam posíláme na recyklaci, tak by to mohlo trochu zlobit.
Re: Re: Re:
F M,2024-03-14 19:47:50
Rozsah pracovních teplot a s tím spojená využitelná kapacita. Pokud nechcete vodu držet pod tlakem, tak využijete rozsah tak 60-95 stupňů.
To sklo, to by se s rozumnou regulací nevytvářelo ani na ohřevu elektřinou, přece jenom má písek vysoký bod tání.
Něco se probíralo již tu, dávám to sem sice již podruhé, ale myslím, že by vám to mohlo pomoci. Hlavně okolo těch způsobů rozvodu energie.
https://www.osel.cz/13233-do-bela-rozzhavena-sitova-termalni-baterie-hodla-zdecimovat-lithiovou-konkurenci.html
Re: Re:
Petr Nováček,2024-03-13 14:05:29
Jenže tak to nefugnuje - "v zimě všechno do střídače". Stejně musíte mít střídač, který utáhne i letní výkon, protože v zimě je výroba dokonce větší než v létě (menší teplota panelů), ale jen pár hodin denně. Navíc cenový rozdíl u střídače na 10 kWp nebo 20 kWp je malý. Takže FVE Vás bude stát stejně. U FVE 20 kWp budete 7 měsíců v roce prodávat přebytky do sítě, což také pomůže v návratnosti.
Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2024-03-13 16:55:03
Pro Martin Babicek:
To se ale pletete a nikdo Vás tu bohužel neopravil!
Každý panel má optimální účinnost jen v úzkém rozsahu napětí. Pokud ho zapojíte natvrdo do zkratu, napětí klesne skoro na nulu, ale proud se příliš nezmění, takže nedodá skoro žádný elektrický výkon. Panel se akorát na sluníčku bude o něco více zahřívat a elektrická účinnost bude mizivá.
Abyste tomuto nežádoucímu výsledku předešel, potřebujete solární regulátor, který řídí odběr proudu z panelu tak, aby napětí nikdy příliš nepokleslo nezávisle na aktuálních světelných podmínkách a připojené zátěži. Laicky jde o totéž, jako když máte převody na jízdním kole. Když si hypoteticky dáte nejtěžší převod a budete se snažit vyšlápnout na Milešovku, nerozjedete se vůbec, ale zpocený budete za čtvrt hodiny vypětí až za ušima.
Jiná situace vznikne, když budete z panelu natvrdo dobíjet olověný akumulátor. Ne že bych to doporučoval, ale částečně fungovat to bude, protože ten akumulátor bude mít vždy napětí někde mezi 10-14,5V (normálně 11-13V). Nikdy neklesne na nulu jako u přímého zkratu. Takže když zvolíte panel, který dává naprázdno třeba 15V, bude pracovat zhruba při optimálním napětí z hlediska účinnosti.
Re: Re: Re:
Martin Novák2,2024-03-13 20:07:54
Na to máme výkonové křivky panelů, odpor drátu na metr, proudové zatížení drátu a Ohmův zákon. Jestli to chcete prohnat MPPT regulátorem, be my guest, ale PWM regulátor funguje úplně stejně a zas tak velký rozdíl tam není aby se to vyplatilo. Podle mých zkušeností MPPT regulátor má někdy problém najít optimální bod a dlouho cykluje mezi nulou a maximem takže ne vždy to funguje tak jak má a zisk je menší než by teoreticky měl být.
Re: Re: Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2024-03-13 22:25:27
Nemusel by to být nutně MPPT, ale nějakou formu regulace by to chtělo. Klidně nějaké levné řešení, které by při intenzivnějším osvětlení seplo druhý, paralelně zapojený topný segment. První odporový segment by byl zapojený stále.
Proud z panelu při změnách osvětlení kolísá více než o řád. Kdyby to bylo zcela bez regulace, byla by díky Ohmovu zákonu mizivá účinnost buď při podmračené obloze a nebo naopak při přímém osvětlení.
Pak je samozřejmě otázka konkrétních podmínek, jestli je výhodnější řešit regulaci a nebo prostě použít víc panelů a neřešit účinnost.
Pan Babicek ale explicitně psal o zapojení do zkratu, ne o připojení k vhodnému odporu. A to by nefungovalo vůbec.
Re: Re: Re: Re: Re:
Miyuki Pateru,2024-03-14 12:24:54
No pokud vám nebude vadit třeba 50% pokles účinnosti oproti MPPT, tak by to asi šlo.
Ale cena toho MPPT regulátoru je zanedbatelná vzhledem k ceně dvojnásobku panelů. Navíc optimální napětí panelů se celkem značně mění v závislosti na teplotě a v zimě to bývá výraznější, když mrzne a najednou vyjde slunce z poza mraků.
A pokud budete mít desítky topných těles a chtít je postupně spínat, tak stejně potřebujete počítač, co je řídí a jste zase u toho MPPT.
Re: Re: Re:
Martin Novák2,2024-03-13 22:15:19
Ne, olověný akumulátor nemůžete napřímo dobíjet ani teoreticky, musel byste tam dát přinejmenším diodu nebo se vám akumulátor začne večer/pod mrakem vybíjet. Regulátory ať už MPPT nebo PWM jsou tam především pro ochranu baterií před přebitím a zpětným proudem, přičemž PWM funguje tak že jenom omezuje proud když přesáhne maximum nebo když je baterie nabitá. MPPT funguje jako DC/DC konvertor z vyššího napětí na nižší a hledá "optimální" poměr napětí/proud.
Sezónní akumulace
Kamil Kubu,2024-03-13 09:34:43
Prošel jsem si videa umístěná v článku a pár dalších na které odkazovaly. Dost často tam zmiňují sezónní akumulaci. To vypadá moc hezky, v létě sluníčko svítí až běda, ale na severu není moc co s elektřinou dělat. V zimě svítí málo, zato topit se musí hodně. Jenže na sezónní akumulaci to tak nějak nevychází.
Doma topíme plynem. Spotřebujeme cca 16 MWh. Já vím, je to hodně, ale je to prostě starý barák. Řekněme že polovinu by bylo možné pokrýt přímou výrobou tepla z fotovoltaiky, druhou polovinu by bylo možné odebrat z té baterie. To znamená, že bych někde na dvorku nebo pod zemí musel mít válec 4x7 metrů naplněný 100 tunami písku. Písek je fakt levný, 100 tun je za hubičku, když to porovnám s cenou těch věcí okolo. Řekněme že ten válec je z 5mm ocele. Má povrch 113 m2. Obyčejný ocelový plech tl. 5mm v levném obchodě stojí 20 tisíc za tabuli 2x6 metrů. Potřebuju jich tedy deset za hezkých 200 tisíc. A to je jen základní materiál. Který někdo musí svařit, obalit izolací, .... Za míň jak půl milionu to nebude. K tomu je potřeba zdroj elektřiny, který za rok dodá těch 16 MWh. Canadian Solar 450 Wp jde sehnat za trojku, potřebuju jich 40, pro jistotu. To je 120k jen za panely, další desítky tisíc bude stát instalace, která zabere celou střechu nebo ještě víc, plus elektrorozvody, řízení atd. A to předpokládám, že se to udělá co nejvíc simple bez nějakých složitých střídačů a podobných drahocenných hrátek. No, pod 250 to nebude.
Takže za 750 tisíc overnight cost si pořídím systém, který mi splní stejnou službu jako dnes kondenzační plynový kotel a poskytne mi naději, že už nikdy nebudu muset koukat na plynoměr.
Nebo bych mohl za stejné peníze přestavět dům na nízkoenergetický a za opravdu tuhých zim si zdarma přitápět v krbu.
Nebo bych mohl šikovně investovat třeba do akcií a za dividendy si kupovat ten plyn do kotle a mít to celé na háku.
Re: Sezónní akumulace
Florian Stanislav,2024-03-13 09:57:11
Ocel 5 mm na to, že to leží obklopené v zemi je dost.
Spirálově svařované trubky průměr 3000 mm mají tloušťku stěny 10-25 mm.
Re: Sezónní akumulace
Florian Stanislav,2024-03-13 09:57:12
Ocel 5 mm na to, že to leží obklopené v zemi je dost.
Spirálově svařované trubky průměr 3000 mm mají tloušťku stěny 10-25 mm.
Re: Sezónní akumulace
Pavel Riedl,2024-03-13 11:47:42
Můžete jít českou cestou (viz. něco na YT), kdy ten písek použili k vyrovnání svahu, takže nahoře je zahrádka a jedna stěna je z betonových tvárnic. Použili kamenný písek a izolovali pouze proti vlhkosti (fólií na bazény?). Vyhřívají pouze jádro, teplo berou víc z kraje jako vstup pro TČ. Fígl je v tom, že písek na okraji slouží zároveň i jako izolace.
Re: Re: Sezónní akumulace
Michal Lenc,2024-03-13 12:20:22
A co použít místo oceli beton? Betonový válec, tloušťka stěny třeba 15cm. Uvnitř by mohli být rovnou namotaná trubka která se používá pro podlahového topení, kterou by se odebíralo teplo. Zvenku zaizolovat klasicky pomocí EPS nebo PUR.
Re: Re: Sezónní akumulace
Martin Babicek,2024-03-13 12:40:31
Zvenku není hlína, je tam tepelná izolace.A musí být nehořlavá, teplota 400°C.
Tepelné čerpadlo je nesmysl (nechci slevu zadarmo) na to není třeba dělat zásobník a celková účinnost je mizerná. Celá myšlenka je v tom spotřebovat v zimě minimum energie.
Jako izolace by se daly použít pórobetonové tvárnice proložené kamennou vatou a nemusela by tam být žádná nádoba, v závislosti na spodní vodě.
ztráty
István Kulcsár,2024-03-13 09:02:40
tepelné ztráty na nějaký ten kW, MW? Ztráty při uskladnění + ztráty při opětovném vytěžení téhož kW-u?
Totiž tepelné ztráty = další vyhřívání povrchu Zemského. Každé tepelné řešení je dalším hřebíkem.
rozmery
Martin Smatana,2024-03-13 05:07:24
Takže - piesková batéria s výkonom 1 kW má rozmery 4 x 7 metrov, väčšia s výkonom 1 MW má rozmery 13 x 15 metrov. Tie batérie sú len dvojrozmerné? Alebo jeden z tých údajov je priemer a druhý výška?
Re: rozmery
Ludvík Urban,2024-03-13 08:59:04
Přiložený odkaz na New Atlas to objasní hned:
"This new sand battery is expected to stand 13 m (42.7 ft) tall and 15 m (49.2 ft) wide, providing an output power of 1 MW and a capacity of 100 MWh."
Re: Re: Re: rozmery
Vít Výmola,2024-03-13 18:59:23
Taky co byste jako jednotlivec s tím výkonem a kapacitou dělal? Ale pro nějakou komunitu nebo vesnici je to (až podezřele) zajímavé řešení.
Re: rozmery
Tomáš Jelínek,2024-03-13 09:44:07
Píše se, že je to válec, který je jednoznačně určený výškou a průměrem (uznávám, že to z článku není hned zřejmé).
Re: rozmery
Florian Stanislav,2024-03-13 09:54:43
Článek si stačí přečíst:
"Písek ve válci 4 (průměr) krát 7 metrů poskytuje výkon 100 kW a pojme 8 MWh.
.. postaví zhruba 10krát objemnější variantu pískové termální baterie, která která bude mít rozměry 13 krát 15 metrů. Nabídne výkon 1 MW a kapacitu 100 MWh."
Původní V1 =3,14*4*4*7= 352 m3. To odpovídá řekněme 800 tun písku.
Plán V2 =3,14*13*13*15 = 7960 m3.
Takže 10x bude větší výkon ( 1 MW místo 100 kW).
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
